具备精确控制和传感能力的自动驾驶汽车的出现为构建更加安全高效的交通系统带来了新希望。现有的人工智能技术已经能有效解决汽车在开放道路中的行驶问题,但面对有运行轨迹冲突和通行竞争限制的交叉口,车辆的安全和交叉口的通行效率目前都无法保证。近年来,以实现交通系统各要素协同一体化为目标的车联网技术渐渐成为智能交通领域的研究热点,被认为是解决交通问题的有力技术手段,交叉口控制问题是其关注的重点内容。本文着眼于未来道路交通系统,基于车联网环境下车路能实时通信这一技术特征,面向车联网环境下的自动驾驶汽车,设计了一个能充分发挥自动驾驶汽车控制精度高、联网能力强等特性的交叉口协同控制方法,使车辆能高效安全地通过交叉口。主要研究内容如下:(1)建立交叉口联网协同控制模型。通过将交叉口及其附近路段区域划分成三个逻辑控制区域(自由驾驶区、核心区、缓冲区),设计了一个基于“缓冲-预留”机制的交叉口协同控制方法,指出了实现“缓冲-预留”机制的两个关键步骤:交叉口通行时空资源分配和车辆速度调整,并基于此建立交叉口通行时隙分配模型和车辆速度控制函数模型。此外提出控制失败处理机制,以提高整个“缓冲-预留”机制的容错性。(2)联网协同控制模型的求解算法研究。针对交叉口通行时隙分配模型,提出基于投影叠加原理的通行时隙最优解求取方法;针对车辆速度控制函数模型这一涉及到泛函分析的问题,采用对速度控制函数进行三段式线性分解的方式来求取动力学控制参数。(3)仿真系统的开发与仿真实验。通过C#.NET对VISSIM COM接口进行二次开发,搭建了一个采用并行双路网系统架构的、可与VISSIM进行基础数据交互的仿真环境—交叉口联网协同控制仿真系统,并基于此进行了一系列仿真实验来验证所提方法的有效性和可行性。通过对仿真数据进行整理和分析,结果表明,所提方法能有效提高交叉口的通行能力,减少行程延误、停车次数、燃料消耗、尾气排放等。